[发明专利]碳纳米管/氧化石墨烯纳米带-聚合物杂化质子交换膜及其制备方法

摘要

本发明属于膜技术领域，具体为一种碳纳米管/氧化石墨烯纳米带‑聚合物杂化质子交换膜及其制备方法。本发明首先利用多壁碳纳米管制备碳纳米管/氧化石墨烯纳米带复合物；然后将碳纳米管/氧化石墨烯纳米带复合物与聚合物溶液共混，制备得质子交换膜。本发明制备的质子交换膜，引入了一维/二维复合材料（碳纳米管/氧化石墨烯纳米带），在质子交换膜中分散性良好，其质子传导率相较于纯聚合物质子交换膜有极大地提高，尤其是在高温低湿度环境下质子传导率有成倍的提高。同时，本发明方法生产成本较低，易于批量化、规模化生产，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

主权项

 一种碳纳米管/氧化石墨烯纳米带‑聚合物杂化质子交换膜的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）碳纳米管/氧化石墨烯纳米带的制备：将多壁碳纳米管分散于硫酸中，搅拌0.1 ~ 4 h，再加入磷酸，搅拌5~120 min，同时升温至50~90℃，以0.01~0.1 g/h 的速率加入高锰酸钾，在50~90℃温度下反应0.5~10 h；然后冷至室温，将反应液缓慢加入0℃浓度为0.5~5 wt%的双氧水溶液中；离心分离，用水洗涤，透析后，冻干；（2）碳纳米管/氧化石墨烯纳米带‑聚合物杂化质子交换膜的制备：将碳纳米管/氧化石墨烯纳米带加入聚合物溶液中，超声0.5~24 h，得到分散液，静置5~240 min；然后倒入模具，缓慢升温，干燥，除去溶剂后成膜；将膜从模具中取出，先后用双氧水溶液和酸浸泡，即得到碳纳米管/氧化石墨烯纳米带‑聚合物杂化质子交换膜。